N-甲基-N-芳基丙烯酰胺的合成研究

目的:研究一种高效合成N-甲基-N-芳基丙烯酰胺的方法。方法:2-甲基丙烯酰氯与含各种取代基的芳香胺发生亲核加成反应生成相应的丙烯酰胺,丙烯酰胺在氢化钠存在下与碘甲烷发生取代反应生成N-甲基-N-芳基丙烯酰胺。结果:以中等到良好的产率合成了一系列含各种不同取代基的N-甲基-N-芳基丙烯酰胺。结论:该方法操作简单,产率较高,底物适用范围广。

阳离子型聚N-羟甲基丙烯酰胺水凝胶的制备及其对废水中甲基橙的吸附性能研究

采用水溶液聚合法制备了阳离子型聚N-羟甲基丙烯酰胺水凝胶(CPNMA),并对其吸附废水中甲基橙(MO)的性能进行探究。利用SEM、FT-IR、TG及XPS对CPNMA进行表征。通过吸附动力学和吸附等温线模型拟合发现,在25℃下CPNMA对MO的吸附行为更符合拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型,吸附平衡时间为960 min,理论最大吸附量为371.6 mg/g。分析了吸附温度和溶液pH对吸附效果的影响,结果表明,在吸附温度为35℃及溶液pH=6时CPNMA可以呈现出最佳的吸附效果。综合分析,CPNMA的吸附机理包括氢键、静电作用、范德华力、n-π相互作用、表面吸附和孔隙填充。

丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺反相乳液共聚动力学

以丙烯酰胺(AM)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)作为单体,失水山梨醇单油酸酯(SPAN-80)为乳化剂,3号白油为连续相,过硫酸铵(APS)和四甲基乙二胺(TEMED)为氧化还原引发体系,通过反相乳液聚合得到AM和DMAA的共聚物,采用核磁共振氢谱对产物进行表征。结果表明,随着投料中n(DMAA)∶n(AM)的增加,聚合速率逐步加快,共聚物中DMAA物质的量多于投料中DMAA的物质的量;聚合速率随时间的变化曲线不存在恒速期,成核机理倾向于单体液滴成核;聚合速率方程为r_(p)=kcM^(1.74)cI^(0.82)cE^(0.77)(其中cM、cI、cE分别为单体总浓度、引发剂浓度和乳化剂浓度),表观活化能为20.53 kJ/mol。

可见光催化下N-芳基甲基丙烯酰胺的二氟甲基化/环化反应研究

研究了利用二氟乙酸酐作为二氟甲基自由基源,在可见光催化下的N-芳基甲基丙烯酰胺的二氟甲基化/环化反应,合成了一系列3-甲基-3-二氟乙基吲哚酮类化合物。结果表明:该方法操作简单,产率较高,可达91%,底物适用范围广。

基于温敏性N,N-二甲基丙烯酰胺/N-异丙基丙烯酰胺无规共聚物的毛细管无胶电泳筛分介质

本文合成了N,N-二甲基丙烯酰胺/N-异丙基丙烯酰胺无规共聚物(P(DMA-co-NIPAM))和聚N,N-二甲基丙烯酰胺(PDMA),并将二者共混制备毛细管无胶电泳筛分介质,旨在降低筛分介质粘度的同时增强其对DNA的分离性能。核磁共振氢谱(1H NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证明了2种聚合物的成功合成。表征了P(DMA-co-NIPAM)/PDMA共混物溶液的流体力学直径(Dh)、低剪切粘度和吸光度,结果表明,P(DMAco-NIPAM)聚合物具有温敏性,低临界溶解温度(LCST)为60~80℃。DNA筛分结果显示,PDMA中添加了10%P(DMA-co-NIPAM)的复合筛分介质性能最好,相比PDMA粘度降低19%以上,对大DNA片段的分辨率和理论塔板数均明显提高,分离时间缩短4%,显示了优良的分离性能。

光化学合成快速响应聚(N,N-二甲基丙烯酰胺-co-N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶

通过光化学合成方法分别在高温(50℃)和室温(28℃)下实现了N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)的交联共聚,制备了两种不同结构的P(DMAA-co-NIPAm)共聚物水凝胶.对两种温度下制备的P(DMAA-co-NIPAm)共聚物水凝胶的网络结构、溶胀与消溶胀速率和温度敏感性等方面进行了比较研究.结果发现,50℃下制备的P(DMAA-co-NIPAm)共聚物凝胶具有较为疏松的网络结构和相对较快的溶胀速率及温度响应特性.光化学合成方法较传统的热聚合制备方法具有简便、快捷的特点,合成过程仅需2 min.

新型阳离子型絮凝剂聚(N，N-二甲基-N-苄基-N-丙烯酰胺基氯化铵／丙烯酰胺)的合成

以乙醚为溶剂,丙烯酸二甲氨基乙酯与氯化苄进行季铵化反应,合成了新型季铵盐阳离子单体N,N-二甲基-N-苄基-N-内烯酰胺基氯化铵(DBAAC);再以DBAAC和丙烯酰胺(AM)为单体在水相中进行共聚制备了阳离子型絮凝剂DBAAC/AM共聚物(P(DBAAC/AM));用P(DBAAC/AM)处理高岭土模拟废水,采用正交实验,研究了n(DBAAC):n(AM)、聚合时间、聚合温度、引发剂K_2S_2O_8用量对P(DBAAC/AM)絮凝性能的影响;并以P(DBAAC/AM)为絮凝剂对污泥进行脱水处理。实验结果表明,合成P(DBAAC/AM)的最佳条件为:n(DBAAC):n(AM)=1:6,聚合温度60℃,K_2S_2O_8质量分数0.8%,聚合时间3h;用P(DBAAC/AM)对污泥进行脱水处理时,絮凝效果较好,所形成的絮体颗粒粒径大、沉降速率快;絮凝剂P(DBAAC/AM)的适宜加入量为6.0 mg/L。

温敏凝胶聚-N-异丙基丙烯酰胺-co-N-羟甲基丙烯酰胺的制备及体内生物相容性评价

目的:制备聚-N-异丙基丙烯酰胺/N-羟甲基丙烯酰胺P(NIPAAm-co-NHMPA),并对其在体内的生物相容性进行观察,初步评价其作为医学植入物的安全性。方法:实验于2007-01/10在华中科技大学同济医学院附属协和医院中心实验室、武汉大学化学系医用高分子材料教育部重点实验室完成。①温敏凝胶的制备:以过硫酸铵和四甲基乙二胺为氧化还原引发体系,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂制备P(NIPAAm-co-NHMPA),反应体系中添加一定质量分数的N-羟甲基丙烯酰胺,溶涨率法测定低临界溶解温度。②安全性评价:进行过敏实验、急性全身毒性实验、遗传毒性实验、植入实验等一系列体内生物相容性动物实验以评估植入物的安全性。结果:①合成的凝胶材料符合预期的温敏特性要求,低临界溶解温度为38℃。②过敏实验结果证实材料没有致敏性;急性全身毒性实验显示该无毒性作用;遗传毒性实验结果初步证实该材料无致畸或致突变作用;体内植入实验表明,材料周围炎性反应轻微而局限。结论:温敏凝胶P(NIPAAm-co-NHMPA)的生物相容性良好,是一种有潜力的医学植入物的原材料。

螯合淀粉基体淀粉-N-羟甲基丙烯酰胺的合成与表征

以木薯淀粉为主要原料,KMnO4为引发剂,在反相乳液中合成淀粉与N-羟甲基丙烯酰胺的接枝共聚物,该共聚物是合成螯合淀粉的基体。本文考察了反应温度、时间、KMnO4用量等多因素对聚合率的影响,并通过红外光谱等分析仪器对产物进行了表征。试验结果显示,反应能得到淀粉与N-羟甲基丙烯酰胺的共聚物;最佳合成条件为反应温度50℃、单体与淀粉的质量比为1∶1.2、反应时间为3h、引发剂的浓度为8mg/L;在本试验提出的合成条件下合成的共聚物基体能制备性能优良的螯合淀粉重金属离子捕集剂。

2,4-二-N-甲基丙烯酰胺-α-萘酚及其自聚物的合成与荧光性能研究

以α-萘酚与N-羟甲基丙烯酰胺为原料,经Friedel-Crafts反应合成了荧光单体2,4-二-N-甲基丙烯酰胺-α-萘酚并进一步合成其自聚物。考察了催化剂用量、反应温度、原料物质的量比、反应时间对产率的影响。分别用超导核磁共振谱仪和元素分析仪对产物结构进行分析,并对单体与自聚物的荧光性能进行了对比。结果表明,最佳反应条件为:n(α-萘酚)∶n(N-羟甲基丙烯酰胺)=1∶2,V(溶剂)∶V(催化剂)=10∶1,反应温度40℃,反应时间5h。聚合物的荧光强度高于单体的荧光强度。

含N-羟甲基丙烯酰胺四元共聚物的合成及pH响应可控交联研究

针对目前交联剂加聚合物复配在现场使用中存在的化学吸附及色谱分离等问题,以N-羟甲基丙烯酰胺(NHMAM)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPSNa)为共聚单体,通过水溶液共聚合合成了一种四元共聚物,对产品的结构进行了表征。研究了体系pH、NHMAM含量、聚合物浓度对聚合物溶液交联成胶速度的影响,考察了交联凝胶的耐老化性及微观形貌。结果表明,此四元共聚物在水溶液中可自发交联形成凝胶,且成胶反应具有pH响应性,pH降低、NHMAM含量及聚合物浓度提高,成胶时间缩短,凝胶在90℃下90 d的黏度保留率可达90%,体现出非常好的耐老化性能。

丙烯酸丁酯-N-羟甲基丙烯酰胺无规共聚物增韧PLA的结构与性能

前期研究表明聚丙烯酸丁酯(PBA)能增韧聚乳酸(PLA)并保持PLA的透明性。为了进一步提高PBA与PLA的相容性,在PBA分子中引入极性基团N-羟甲基丙烯酰胺(NHMAAm)。在丙酮溶液中以偶氮二异丁腈自由基引发丙烯酸丁酯和N-羟甲基丙烯酰胺,合成了丙烯酸丁酯和N-羟甲基丙烯酰胺无规共聚物P(BA-co-NHMAAm),然后通过哈克流变仪与PLA熔融共混。凝胶渗透色谱、傅里叶变换红外光谱和热重分析表明,PBA分子链中成功引入了N-羟甲基丙烯酰胺,并且共聚物适应PLA的加工过程。力学性能测试和扫描电子显微镜照片揭示,N-羟甲基丙烯酰胺的引入能增加PBA与PLA的相容性,N-羟甲基丙烯酰胺的含量越高相容性越好。PLA的拉伸强度随P(BA-coNHMAAm)含量的增加而略有降低,但断裂伸长率和冲击强度大幅提高。拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率随着P(BA-co-NHMAAm)中NHMAAm比例的增加而增大。

5-甲基-N-芳基-1,2,4-三唑[1,5-a]嘧啶-2-磺酰胺的合成

以4个N-芳基-5-氨基-1,2,4-三唑-3-磺酰胺为原料,分别与4,4-二甲氧基-2-丁酮在碱性水溶液中环合,制得4个5-甲基-N-芳基-1,2,4-三唑眼1,5-a演嘧啶-2-磺酰胺衍生物,并比较了4,4-二甲氧基-2-丁酮的合成路线,所有目标产物的结构均经IR和1HNMR谱验证。

N-异丙基丙烯酰胺-co-N-羟甲基丙烯酰胺共聚物快速温敏响应行为研究

采用自由基溶液聚合法,在不同温度下制备了N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）与N-羟甲基丙烯酰胺（NHMAAm）的共聚物P（NIPAAm-co-NHMAAm）温敏水凝胶,并对其温敏性、溶胀动力学及其快速响应行为进行了研究。结果表明,共聚单体NHMAAm的添加量以及合成温度对凝胶的温敏响应性均有较大影响,NHMAAm摩尔分数小于15%时,共聚水凝胶具有明显的温敏性,其低临界溶液温度LCST随着NHMAAm含量的增加而提高;在60℃（高于共聚凝胶的LCST）制备的凝胶,快速响应性好,凝胶在4~8h内达到溶胀平衡,5min内能达到退溶胀平衡,失水率达到80%左右,且具有稳定的反复溶胀性。

2,2-二甲基-3-(2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯基)-N-羟甲基环丙烷甲酰胺的合成与结构分析

以2,2-二甲基-3-(2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯基)环丙烷甲酸为起始原料,经酰氯化、胺基化、羟甲基化反应,合成了2,2-二甲基-3-(2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯基)-N-羟甲基环丙烷甲酰胺.目标产物经IR,1HNMR,MS,元素分析测定其组成和结构,其晶体结构经X-ray衍射仪测定,晶体属于单晶斜系,P21/c空间群,a=1.879 6(4)nm,b=0.711 34(13)nm,c=2.460 9(4)nm,α=90°,β=129.390(10)°,γ=90°,V=2.542 9(9)nm3,Z=8,DC=1.419 mg/m3,F(000)=1 120,μ=0.327 mm-1,可观测点精修最终偏离因子R1=0.141 5,wR2=0.487 4.

N-异丙基丙烯酰胺/N-羟甲基丙烯酰胺共聚物及其水凝胶的合成及其温敏性研究

通过自由基聚合合成了 N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)与N-羟甲基丙烯酰胺(NHMPA)的共聚物及其水凝胶。研究发现,调节两单体的配比可得到不同的低临界溶液温度(LCST)值的共聚物及水凝胶。结果表明,NHMPA的加入不改变PNIPAm的温敏性,但可有效的调节其LCST值。

微通道反应器中催化裂解合成N，N-二甲基丙烯酰胺新工艺研究

N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)是一种具有广泛开发应用前景的精细化工原料,在石油开采、纤维塑料改性、精细化工、生命科学等领域有广阔应用前景。研究了微通道反应器中以3-(N,N-二甲氨基)-N,N-二甲基丙酰胺(DMDA)为原料、四丁基溴化铵(TBAB)为催化剂合成DMAA的催化裂解新工艺。考察了催化剂用量、体积流速、反应温度对DMDA单程转化率的影响。优化选择了较优工艺参数组合:催化剂用量m(TBAB):m(DMDA)为0.02,体积流速0.24mL·min-1,反应温度270℃,DMDA单程转化率达17.0%,时空转化率(STC)达2.36×109mol·m-3·h-1。微通道反应器中时空收率是常规反应器的1500倍。

N-羟甲基丙烯酰胺聚合体系注凝成型纳米氮化硅陶瓷

注凝成型工艺中通常使用的单体丙烯酰胺是一种神经毒素,它阻止了注凝成型工艺的进一步发展,为此,通过实验研究了一种廉价、低毒N-羟甲基丙烯酰胺单体注凝成型体系及该体系形成凝胶时的用量、温度、预混液的pH值等对凝胶时间和凝胶强度的影响。结果表明:N-羟甲基丙烯酰胺聚合体系在无交联剂时仍能形成凝胶;在固相体积分数为40%纳米氮化硅陶瓷粉体的料浆中仅需质量分数的3%的N-羟甲基丙烯酰胺单体即可通过注凝成型得到可用于机械加工的坯体,完全可以代替丙烯酰胺应用于注凝成型工艺中。

甲基丙烯磺酸钠-N,N-二甲基丙烯酰胺-丙烯酰胺耐温抗盐共聚物的合成

采用甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、丙烯酰胺(AM)为原料合成耐温抗盐驱油共聚物,研究影响共聚反应的各种因素和变化规律,讨论功能性单体的种类和含量对共聚物性能的影响,确定合理的聚合工艺条件。实验结果表明,在共聚反应温度为50℃、共聚反应时间为8h、引发剂质量分数(占单体质量)为0.07%、共聚单体中AM质量分数为82%、SMAS质量分数为12%、DMAM质量分数为6%的条件下,合成的三元共聚物具有优异的溶解性能、耐温性能和抗盐性能。

甲基丙烯磺酸钠-N,N-二甲基丙烯酰胺-丙烯酰胺耐温抗盐共聚物性能的研究

系统测定了甲基丙烯磺酸钠-N,N-二甲基丙烯酰胺-丙烯酰胺(SMAS-DMAM-AM)三元共聚物在驱油条件下的各项性能;研究了在高温、高盐地质条件下表观粘度的影响因素及变化规律。实验结果表明,三元共聚物的热分解温度明显高于普通聚丙烯酰胺的分解温度;三元共聚物模拟油田矿场水溶液的表观粘度随共聚物浓度、温度和模拟油田矿场水矿化度的变化而变化;三元共聚物表现出优异的耐温和抗盐性能。在90℃、质量浓度为1.5g/L的聚合物模拟油田矿场水溶液中,三元共聚物的耐温和抗盐性均优于国内外同类产品,达到高温、高盐油田聚合物驱油剂的使用要求。